CN109395170A - 一种作为组织工程支架的pcl-tn膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于组织工程领域，具体涉及一种作为组织工程支架的PCL‑TN膜的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将乙酸与甲酸充分混合，得到混合有机酸；步骤2，将PCL与TN依次溶解在混合有机酸内，得到PCL/TN溶液；步骤3，将PCL/TN溶剂放入高压静电纺丝装置内进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；步骤4，将纳米纤维膜放入PBS缓冲液中中和，取出得到PCL‑TN膜；步骤5，将中和后的PCL‑TN膜经灭菌处理后得到产品。本发明填补了单宁酸在纳米纤维支架方面的空白，通过高压静电纺丝制备PCL‑TN纳米纤维，不仅具有良好的高孔隙性，同时具有良好的亲水性、生物相容性和生物可降解性。

Description

一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法
技术领域
本发明属于组织工程领域，具体涉及一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法。
背景技术
纳米材料因揭示了宏观材料中没有的特殊性能而受到广泛关注。在这种情况下，纳米纤维引起了极大的兴趣，主要是由于它们具有大的表面积与体积比，并且与其他形式的材料相比增加了表面功能。纳米纤维膜可用作药物递送装置，用于伤口愈合的支架，过滤器，弥补物，感应器和用于食品包装和废水处理的膜。纤维是由传统的纺织方法制成的，但是电纺丝方法可以用于制备直径在100到5000纳米的纳米纤维膜。
聚己内酯(PCL)是用于开发纳米纤维支架、修复软硬组织最重要的合成聚合物之一。PCL由于促进了PCL和PCL基材料的细胞相容性、生物降解性和力学抗性，在组织工程领域得到了广泛的关注。另一方面，PCL由高疏水性、低吸水率的半晶生物聚合物组合而成。应该克服这些缺点，而它们会减少PCL基支架上细胞的附着。因此，PCL与多糖(壳聚糖，淀粉，藻酸盐等)和蛋白质(明胶，纤维蛋白，胶原蛋白，白蛋白等)联合在一起，以获得混合物。多糖载体和蛋白质增强了PCL基支架的亲水性、生物相容性和生物降解性。这些天然的生物聚合物含有细胞识别位点，可以提高细胞的播种率和附着性。纳米纤维支架可以模拟生物环境，刺激细胞反应。
单宁酸(TN)是植物中广泛存在的水溶性多酚。含有单宁的植物部分包括树木，树皮，水果，果荚，叶子，根和植物瘿。它们主要从含有高含量多酚鞣质，糖和水胶体树胶的金合欢属中提取。单宁是天然的生物聚合物，可以保护植物免受病原体的产生。然而单宁酸在生物纳米纤维支架领域的应用还未有报告。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，填补了单宁酸在纳米纤维支架方面的空白，通过高压静电纺丝制备PCL-TN纳米纤维，不仅具有良好的高孔隙性，同时具有良好的亲水性、生物相容性和生物可降解性。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙酸与甲酸充分混合，得到混合有机酸；
步骤2，将PCL与TN依次溶解在混合有机酸内，得到PCL/TN溶液；
步骤3，将PCL/TN溶剂放入高压静电纺丝装置内进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；
步骤4，将纳米纤维膜放入PBS缓冲液中中和，取出得到PCL-TN膜；
步骤5，将中和后的PCL-TN膜经灭菌处理后得到产品。
所述步骤1中的乙酸和甲酸的体积比为7:3。
所述步骤2中的PCL在混合有机酸中的质量浓度为5-25％，所述PCL与TN的质量比为39:11，且PCL分子量为6-10万。
所述步骤3中的静电纺丝参数为：纺丝电压10-30kV，推进速率为50-100μL/min，接收距离为10-15cm，滚筒转速为200-500r/min。
所述步骤4中的中和的反应时间为24h。
所述中和反应过程中更换5次PBS缓冲液，且前四次更换的间隔时间为3h，12h后进行最后一次更换。采用更换的方式来降低有机酸含量，能够达到良好的中和效果。
所述步骤5中的灭菌处理采用紫外灯照射灭菌，且灭菌过程在PBS缓冲液中进行。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明填补了单宁酸在纳米纤维支架方面的空白，通过高压静电纺丝制备PCL-TN纳米纤维，不仅具有良好的高孔隙性，同时具有良好的亲水性、生物相容性和生物可降解性。
2.本发明通过PCL作为支架体系，并将单宁酸加入至PCL纤维内，形成PCL-TN体系，解决了单宁酸的加入问题。
3.本发明制备的PCL/TN电纺膜具有抗菌和抗氧化作用，对ADSC细胞具有附着、粘附和增值作用。
4.本发明制备的PLC-TN膜在在组织工程和伤口敷料领域具有巨大潜力，同时为细胞增值提供了有利的条件。显示出了良好的伤口愈合性能。
附图说明
图1是本发明实施例1的PCL-TN纳米纤维的扫描电镜图。
具体实施方式
结合图1，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙酸与甲酸充分混合，得到混合有机酸；
步骤2，将PCL与TN依次溶解在混合有机酸内，得到PCL/TN溶液；
步骤3，将PCL/TN溶剂放入高压静电纺丝装置内进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；
步骤4，将纳米纤维膜放入PBS缓冲液中中和，取出得到PCL-TN膜；
步骤5，将中和后的PCL-TN膜经灭菌处理后得到产品。
所述步骤1中的乙酸和甲酸的体积比为7:3。
所述步骤2中的PCL在混合有机酸中的质量浓度为5％，所述PCL与TN的质量比为39:11，且PCL分子量为6万。
所述步骤3中的静电纺丝参数为：纺丝电压10kV，推进速率为50μL/min，接收距离为10cm，滚筒转速为200r/min。
所述步骤4中的中和的反应时间为24h。
所述中和反应过程中更换5次PBS缓冲液，且前四次更换的间隔时间为3h，12h后进行最后一次更换。
所述步骤5中的灭菌处理采用紫外灯照射灭菌，且灭菌过程在PBS缓冲液中进行。
经检测，PCL-TN纳米纤维的粒径为120nm，如图1所示。
实施例2
一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙酸与甲酸充分混合，得到混合有机酸；
步骤2，将PCL与TN依次溶解在混合有机酸内，得到PCL/TN溶液；
步骤3，将PCL/TN溶剂放入高压静电纺丝装置内进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；
步骤4，将纳米纤维膜放入PBS缓冲液中中和，取出得到PCL-TN膜；
步骤5，将中和后的PCL-TN膜经灭菌处理后得到产品。
所述步骤1中的乙酸和甲酸的体积比为7:3。
所述步骤2中的PCL在混合有机酸中的质量浓度为25％，所述PCL与TN的质量比为39:11，且PCL分子量为10万。
所述步骤3中的静电纺丝参数为：纺丝电压30kV，推进速率为100μL/min，接收距离为15cm，滚筒转速为500r/min。
所述步骤4中的中和的反应时间为24h。
所述中和反应过程中更换5次PBS缓冲液，且前四次更换的间隔时间为3h，12h后进行最后一次更换。
所述步骤5中的灭菌处理采用紫外灯照射灭菌，且灭菌过程在PBS缓冲液中进行。
实施例3
一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙酸与甲酸充分混合，得到混合有机酸；
步骤2，将PCL与TN依次溶解在混合有机酸内，得到PCL/TN溶液；
步骤3，将PCL/TN溶剂放入高压静电纺丝装置内进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；
步骤4，将纳米纤维膜放入PBS缓冲液中中和，取出得到PCL-TN膜；
步骤5，将中和后的PCL-TN膜经灭菌处理后得到产品。
所述步骤1中的乙酸和甲酸的体积比为7:3。
所述步骤2中的PCL在混合有机酸中的质量浓度为15％，所述PCL与TN的质量比为39:11，且PCL分子量为8万。
所述步骤3中的静电纺丝参数为：纺丝电压10-30kV，推进速率为50-100μL/min，接收距离为10-15cm，滚筒转速为200-500r/min。
所述步骤4中的中和的反应时间为24h。
所述中和反应过程中更换5次PBS缓冲液，且前四次更换的间隔时间为3h，12h后进行最后一次更换。
所述步骤5中的灭菌处理采用紫外灯照射灭菌，且灭菌过程在PBS缓冲液中进行。
实施例4
一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙酸与甲酸充分混合，得到混合有机酸；
步骤2，将PCL与TN依次溶解在混合有机酸内，得到PCL/TN溶液；
步骤3，将PCL/TN溶剂放入高压静电纺丝装置内进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；
步骤4，将纳米纤维膜放入PBS缓冲液中中和，取出得到PCL-TN膜；
步骤5，将中和后的PCL-TN膜经灭菌处理后得到产品。
所述步骤1中的乙酸和甲酸的体积比为7:3。
所述步骤2中的PCL在混合有机酸中的质量浓度为10％，所述PCL与TN的质量比为39:11，且PCL分子量为6-10万。
所述步骤3中的静电纺丝参数为：纺丝电压15kV，推进速率为100μL/min，接收距离为12.5cm，滚筒转速为200r/min。
所述步骤4中的中和的反应时间为24h。
所述中和反应过程中更换5次PBS缓冲液，且前四次更换的间隔时间为3h，12h后进行最后一次更换。
所述步骤5中的灭菌处理采用紫外灯照射灭菌，且灭菌过程在PBS缓冲液中进行。
实施例5
一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将乙酸与甲酸充分混合，得到混合有机酸；
步骤2，将PCL与TN依次溶解在混合有机酸内，得到PCL/TN溶液；
步骤3，将PCL/TN溶剂放入高压静电纺丝装置内进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；
步骤4，将纳米纤维膜放入PBS缓冲液中中和，取出得到PCL-TN膜；
步骤5，将中和后的PCL-TN膜经灭菌处理后得到产品。
所述步骤1中的乙酸和甲酸的体积比为7:3。
所述步骤2中的PCL在混合有机酸中的质量浓度为20％，所述PCL与TN的质量比为39:11，且PCL分子量为10万。
所述步骤3中的静电纺丝参数为：纺丝电压25kV，推进速率为100μL/min，接收距离为15cm，滚筒转速为200r/min。
所述步骤4中的中和的反应时间为24h。
所述中和反应过程中更换5次PBS缓冲液，且前四次更换的间隔时间为3h，12h后进行最后一次更换。
所述步骤5中的灭菌处理采用紫外灯照射灭菌，且灭菌过程在PBS缓冲液中进行。
性能检测
生物相容性 生物可降解性 亲水性 孔隙率
实施例1 良好 易降解 良好 高
实施例2 良好 易降解 良好 高
实施例3 良好 易降解 良好 高
实施例4 良好 易降解 良好 高
实施例5 良好 易降解 良好 高
对比例 良好 可降解 一般 一般
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明填补了单宁酸在纳米纤维支架方面的空白，通过高压静电纺丝制备PCL-TN纳米纤维，不仅具有良好的高孔隙性，同时具有良好的亲水性、生物相容性和生物可降解性。
2.本发明通过PCL作为支架体系，并将单宁酸加入至PCL纤维内，形成PCL-TN体系，解决了单宁酸的加入问题。
3.本发明制备的PCL/TN电纺膜具有抗菌和抗氧化作用，对ADSC细胞具有附着、粘附和增值作用。
4.本发明制备的PLC-TN膜在在组织工程和伤口敷料领域具有巨大潜力，同时为细胞增值提供了有利的条件。显示出了良好的伤口愈合性能。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，将乙酸与甲酸充分混合，得到混合有机酸；
步骤2，将PCL与TN依次溶解在混合有机酸内，得到PCL/TN溶液；
步骤3，将PCL/TN溶剂放入高压静电纺丝装置内进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；
步骤4，将纳米纤维膜放入PBS缓冲液中中和，取出得到PCL-TN膜；
步骤5，将中和后的PCL-TN膜经灭菌处理后得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的乙酸和甲酸的体积比为7:3。
3.根据权利要求1所述的一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的PCL在混合有机酸中的质量浓度为5-25％，所述PCL与TN的质量比为39:11，且PCL分子量为6-10万。
4.根据权利要求1所述的一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的静电纺丝参数为：纺丝电压10-30kV，推进速率为50-100μL/min，接收距离为10-15cm，滚筒转速为200-500r/min。
5.根据权利要求1所述的一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的中和的反应时间为24h。
6.根据权利要求5所述的一种作为组织工程支架的PCL-TN膜的制备方法，其特征在于：所述中和反应过程中更换5次PBS缓冲液，且前四次更换的间隔时间为3h，12h后进行最后一次更换。
7.根据权利要求1所述的一种作为组织过程支架的PCL-TN膜的制备方法，其特征在于：所述步骤5中的灭菌处理采用紫外灯照射灭菌，且灭菌过程在PBS缓冲液中进行。
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